醫(yī)械人有必要了解的動物研究小知識

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2023-04-2111:29一、什么是動物實驗研究？

醫(yī)學實驗是獲取科學事實、驗證假說的主要手段。在生命科學領域，動物實驗的課題占60%，是生命科學研究的重要支撐條件，歷史上很多重大的科研成果都是通過動物實驗獲得的，動物實驗研究在促進現(xiàn)代生命科學發(fā)展中起著極其重要的作用。

動物實驗是指以實驗動物為材料，為了獲得有關醫(yī)學、生物學等方面的新知識或解決具體問題進行的科學研究。實驗動物是指經(jīng)人工培育或改造，對其攜帶微生物和寄生蟲實行控制，遺傳背景明確或者來源清楚的用于科學研究、教學、生物制品或藥品檢定以及其他科學實驗的動物。根據(jù)醫(yī)學科學研究目的，恰當?shù)剡x用實驗動物的品種、品系和對其進行微生物學質(zhì)量控制，觀察和記錄實驗動物在實驗過程中的反應和結果，研究生命科學中未知因素。

二、動物實驗的意義及特點

動物實驗的目的是通過對動物本身生命現(xiàn)象的研究，進而外推到人類，探索人類的生命奧秘、防病治病、延緩衰老等。動物實驗在醫(yī)學科研中具有重要意義，同時又具有自身的特點：

（一）動物實驗的意義

為臨床試驗奠定基礎：醫(yī)學科研內(nèi)容廣泛，處理因素復雜，以實驗動物來進行各種研究，可以最大限度地保護人體的安全。通過動物實驗獲取的資料，在許多情況下是臨床試驗順利開展的必要條件。

便于深入揭示微觀變化：以實驗動物為對象進行研究，便于從更深層次觀察機體的微觀變化，有利于深刻揭示疾病的本質(zhì)和藥物/器械的治療機制。

縮短研究周期：有些實驗動物生命周期較短，通過建立動物模型的方法，在較短時間內(nèi)就能獲得研究所需大量樣本，從而有效縮短了科學研究的周期。

（二）動物實驗的特點

實驗條件可嚴格控制：實驗動物在整個實驗過程中均處于研究者的完全掌握之下，實驗條件可以嚴格控制，不僅大大減少了影響因素的干擾，而且提高了實驗結果的可靠性。

處理因素可自由選擇：任何預防或治療措施，在尚未確定其對機體有益無害前，均不允許應用于臨床；所有新的藥物在臨床應用前，都應通過動物實驗確定療效及不良反應；所有新的治療手段，也應通過動物實驗掌握操作技能，并明確其可行性和有效性。因此，對于某些疾病的病因研究，動物實驗可能是唯一的方法。

實驗資料可充分獲取：在動物實驗中，幾乎可以不受限制地獲得反映實驗效應的所有資料，因而，可對處理因素的機理分析提供重要依據(jù)。

實驗動物可有目的培育：動物實驗可以根據(jù)研究目的培育所需實驗動物，如基因型明確的純系、有各種遺傳缺陷的特殊品系等，為臨床各類疾病的研究提供了極大的方便。

三、實驗動物的分級

對于不同級別的實驗動物在動物房設計上和管理上則有不同的要求。根據(jù)實驗動物微生物學等級及檢測標準（GB14922.2-2011）,可將實驗動物分為四個等級：級別種類要求病理檢查標準一級普通級動物不攜帶所規(guī)定的人獸共患病病原和動物烈性傳染病病原外觀健康、主要器官不應有病灶二級清潔級動物除CV應排除的病原外，不攜帶對動物危害大和對科學研究干擾大的病原除一級指標外，顯微鏡檢查無二級微生物病原的病變?nèi)墴o特定病原體動物除CL應排除的病原外，不攜帶主要潛在感染或條件致病和對科學實驗干擾大的病原無二級、三級微生物病原病變四級無菌動物不攜帶任何使用現(xiàn)有方法可檢出的微生物（即一切生命體）脾、淋巴結是無菌動物組織學結構

四、動物模型的建立

動物模型是指在醫(yī)學研究中建立的具有人類疾病模擬表現(xiàn)的動物實驗對象和相關材料。使用動物模型是一種便于認識的生命科學客觀規(guī)律的試驗方法和手段。通過對動物模型的間接性研究，今兒又是地改變哪些在自然條件下不可能或不容易排除的因素，以便更加準確地觀察模型的實驗結果，并將研究結果推及人類，從而有助于更方便、更有效地認識人類疾病的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律和研究防治措施。醫(yī)學研究的最終目的是防止人類的疾病，要保證實驗研究準確無誤、更接近真實，就應選擇恰當?shù)膭游锬Ｐ汀?/p>

以下就從動物模型的分類及建立動物模型的基本原則建立模型的常用方法三個方面為大家簡單介紹下動物實驗模型的相關情況。

（一）動物模型的分類

根據(jù)疾病發(fā)生的原因，大致可分為以下兩類：

1.自發(fā)性動物模型：指實驗動物在未施加任何人為處理因素的情況下，自然條件下發(fā)生的疾病。其中包括突變系動物的遺傳疾病和近交系動物的腫瘤模型等。自發(fā)性動物模型對研究人類疾病具有非常重要的價值，由于動物自發(fā)性疾病的發(fā)生、發(fā)展與人類疾病有很高的的相似性，所以研究結果比一般動物模型具有更強的說服力。

2.誘發(fā)性或?qū)嶒炐詣游锬Ｐ停褐高\用生物或理化、手術等方法建立的動物模型。目前常用的動物疾病模型大多屬于此類。誘發(fā)性或?qū)嶒炐詣游锬Ｐ偷闹饕獌?yōu)點是：可以在短時間內(nèi)取得條件一致、數(shù)量較大的動物模型，并能嚴格控制各種處理因素，使建立的疾病模型適合研究目的的需要。同時，利用這些動物疾病模型進行醫(yī)學研究，可以避免某些人類疾病發(fā)生發(fā)展緩慢、潛伏期長、病因多樣、經(jīng)常伴有各種其他疾病干擾等因素的影響，降低其研究的難度。因此，對于研究人類各種疾病的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律和中醫(yī)藥的療效機制等，還是極為重要的方法和手段。

（二）建立動物模型的基本原則

相似性與簡單性統(tǒng)一：相似性指實驗動物和人有相似的反應。人和動物雖然在基本生命過程中具有共性，但因種屬的區(qū)別，解剖和生理特征不同，同一致病因素易患性程度不同，對同一藥物的反應性也就有明顯差異，因此所復制的動物模型應近似于人類疾病的情況，首先可以選擇與人類疾病相同的動物自發(fā)性疾病模型，如自發(fā)性高血壓大鼠模型是研究人類高血壓的理想模型，豬的自發(fā)性冠狀動脈粥樣硬化是研究人類冠心病的理想模型等。通常與人類完全相同的動物自發(fā)性疾病模型比較少見，因此需要進行人工復制。此時，首先需要選用解剖生理學特點與人類相似并符合實驗要求的實驗動物。其次，根據(jù)疾病發(fā)生的病因選用與人類相似的造模方法。同時，由于每一種病理變化均可能有多種不同的反應，所以在動物模型中不可能也不必要完全與之相同，而應抓住其主要特點，使其簡單明了，通過比較簡單的模型來表述其主要特征。

可驗證性：動物模型是否具有與原型本質(zhì)上的相似性與合理性，需要通過實驗加以驗證，要求既與之相似又能夠重復。同時動物模型的驗證指標，應具有定性和定量相結合的特點。

可變換性：成功、完善的動物模型應當是一個開放系統(tǒng)，能夠解析和重構，隨著技術和檢測指標的發(fā)展，模型的模擬性能也能不斷地向理想化逼近。

易行性和經(jīng)濟性：在復制動物模型中，所采用的方法應盡量做到容易執(zhí)行且合乎經(jīng)濟原則。靈長類動物與人類近似，復制的疾病模型相似性好，但來源少，價格昂貴。然而，小動物，如大、小鼠等同樣可以復制出于人類疾病相似的動物模型，并且它們?nèi)菀鬃龅竭z傳背景明確，體內(nèi)微生物可控，模型穩(wěn)定且價廉易得，因此除了一些特殊疾病動物模型（如痢疾、脊髓灰質(zhì)炎等），一般不選用靈長類動物復制動物模型。除了在動物選擇上要考慮易行性和經(jīng)濟性原則外，在動物模型復制的方法、指標的觀察與選擇也應遵循這一原則。

（三）建立動物模型的常用方法

感染致病微生物：以各種致病微生物感染動物，造成各種感染性疾病的動物模型。如用金黃色葡萄球菌、傷寒桿菌、巴氏桿菌等復制相應疾病的模型（多屬中醫(yī)溫?。昧鞲?、副流感病毒復制感冒及肺炎模型等等。

藥物和化學制劑：即利用中西藥物、生物制劑、化學試劑等建立各種病癥的動物模型。如運用瀉下藥、苦寒清熱藥等建立脾虛證動物模型，用各類激素建立腎虛證、脾虛證等動物模型，用利尿劑建立陰虛證動物模型，用免疫抑制劑建立免疫功能障礙動物模型，用動物的抗血清建立過敏性疾病動物模型，用四氯化碳建立肝損傷動物模型等。

改變生活環(huán)境和飲食條件：實驗動物的飼養(yǎng)有嚴格的標準，有目的地改變其生活環(huán)境和飲食要求，可以建立各種動物模型。如高溫、高濕環(huán)境因素建立溫病濕熱證或發(fā)熱動物模型，用煙霧吸入法建立肺虛證等動物模型，用限制活動或激怒的方法建立肝郁證動物模型，用高脂食物建立高脂血癥動物模型，用過度營養(yǎng)法建立厭食證動物模型等。

手術損傷：以手術造成動物損傷的方法建立動物模型。如用切除部分腎臟法建立慢性腎衰竭動物模型，用血管結扎法建立腦缺血動物模型等。

其他：如用腫瘤細胞接種法誘發(fā)腫瘤動物模型，以防射線照射法建立衰老動物模型，以自體血凝塊注入法建立中風動物模型等。

五、建立動物模型的注意事項

1.差異性

實驗動物畢竟與人類有較大差距，動物實驗獲得的結果是否完全適用于人類，對此應持審慎的態(tài)度，最后的結論應參照臨床試驗和臨床調(diào)查的結果。

2.生態(tài)性

隨著社會的進步和科技的發(fā)展，實驗動物科學越來越重視實驗動物的福利與保護，動物實驗的替代原則已經(jīng)成為實驗動物科學發(fā)展的國際趨勢和當今醫(yī)學實驗中被廣泛關注的重要準則，它不僅可以提高動物實驗的質(zhì)量，而且能夠使實驗結果更加準確、可靠。替代的核心內(nèi)容是減少、替代和優(yōu)化，即：通過精心設計試驗方案，盡可能地減少實驗動物的使用量；以低等生物或?qū)嶒灢牧咸娲铙w動物進行實驗；